روابط كيميائية تساهمية: أنواعها وخصائصها

فهرس المحتويات

ماهية الروابط التساهمية

تُعرف الرابطة التساهمية بأنها أحد أهم أنواع الروابط الكيميائية، وتتميز بقوتها العالية في ربط الذرات معًا. تتكون هذه الرابطة من خلال مشاركة زوج أو أكثر من الإلكترونات بين ذرتين أو أكثر. هذا التشارك يساهم في تحقيق الاستقرار الكيميائي للذرات المشاركة، من خلال الوصول إلى ما يُعرف بقاعدة الثمانية (octet rule)، حيث تسعى الذرات إلى امتلاك ثمانية إلكترونات في غلافها الإلكتروني الخارجي. يتحقق هذا الترابط بفضل الجذب الكهروستاتيكي بين النوى الموجبة والإلكترونات المشتركة. تتشكل الرابطة التساهمية عندما تكون الطاقة الإجمالية للذرات المرتبطة أقل من طاقة الذرات المنفصلة.

تصنيف الروابط بحسب عدد الإلكترونات المشتركة

يحدد عدد أزواج الإلكترونات المشتركة بين الذرات نوع الرابطة التساهمية. سنستعرض الأنواع الرئيسية:

الرابطة الأحادية (Single Bond)

في هذا النوع من الروابط، تشارك كل ذرة زوجًا واحدًا فقط من إلكترونات التكافؤ (إلكترونات الغلاف الخارجي). مثال على ذلك، الرابطة الأحادية في جزيء الهيدروجين (H₂)، الممثلة بالشكل (H–H). تُعتبر هذه الروابط أضعف من الروابط الثنائية والثلاثية، ولكنها تتمتع بأعلى مستوى من الاستقرار.

الرابطة الثنائية (Double Bond)

تتميز هذه الرابطة بمشاركة كل ذرة لزوجين من إلكترونات التكافؤ (أربعة إلكترونات). مثال ذلك، الرابطة الثنائية في ثاني أكسيد الكربون (CO₂)، الممثلة بالشكل (O=C=O). روابط من هذا النوع أقوى من الروابط الأحادية، ولكنها أقل استقرارًا منها.

الرابطة الثلاثية (Triple Bond)

في الرابطة الثلاثية، تشارك كل ذرة ثلاثة أزواج من إلكترونات التكافؤ (ستة إلكترونات). غاز النيتروجين (N₂) هو مثال نموذجي، حيث تُمثل الرابطة بالشكل (N≡N). تُعتبر هذه الروابط الأقوى بين الأنواع الثلاثة، إلا أنها الأقل استقرارًا.

تصنيف الروابط بحسب قطبية الرابطة

يمكن تصنيف الروابط التساهمية بناءً على توزيع الإلكترونات المشتركة:

روابط تساهمية قطبية: تحدث هذه الروابط عندما لا تتشارك الذرات الإلكترونات بالتساوي. يحدث هذا عندما يكون للذرات كهروسالبية مختلفة، فنجد أن الذرة الأكثر كهروسالبية تجذب الإلكترونات بقوة أكبر، مما يؤدي إلى توزيع غير متساوٍ للإلكترونات. أمثلة على ذلك: الماء (H₂O)، والأوزون (O₃)، والكبريتيد (S₂⁻).

روابط تساهمية غير قطبية: في هذه الروابط، تتشارك الذرات الإلكترونات بالتساوي. يحدث هذا عندما تكون الذرات متشابهة في الكهروسالبية، مما يؤدي إلى إلغاء تأثير الكهروسالبية المتبادل. أمثلة على ذلك: جزيء الهيدروجين (H₂)، وجزيء النيتروجين (N₂).

أنواع الروابط الكيميائية القوية

تتكون الروابط الكيميائية القوية من خلال انتقال الإلكترونات أو التجاذب الكهروستاتيكي بين الذرات، مما يؤدي إلى تحقيق حالة الاستقرار. إلى جانب الرابطة التساهمية، توجد أنواع أخرى من الروابط القوية، منها:

الرابطة الأيونية: تتكون هذه الرابطة عندما تتخلى ذرة عن إلكترون أو أكثر لذرة أخرى لتحقيق الاستقرار الإلكتروني لكليهما. تتغير خصائص الذرات خلال هذا النوع من التفاعل، على عكس الروابط التساهمية. عادةً ما تتضمن الروابط الأيونية معدنًا وعنصرًا لا فلزيًا. مثال شائع: كلوريد الصوديوم (ملح الطعام).

الرابطة المعدنية: وهي الرابطة السائدة بين ذرات المعادن. تجمع هذه الرابطة بين خصائص الروابط الأيونية والتساهمية. المعادن تُعتبر مانحة للإلكترونات، ولكنها محاطة بذرات معدنية أخرى لا ترغب في استقبال تلك الإلكترونات، لذلك تتشارك الإلكترونات بشكل جماعي، مما يُشبه الرابطة التساهمية. تتميز الروابط المعدنية بطاقة أقل من الروابط الأيونية والتساهمية، وبالتالي فهي أكثر استقرارًا.